重金属离子对微生物形态结构和代谢的影响
重金属对微生物毒性效应研究
武汉工业学院毕业论文论文题目：重金属对微生物毒性效应研究姓名学号院系化学与环境工程学院专业环境工程指导教师2010年5月15日目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)1.前言 (1)1.1 重金属对微生物毒性研究现状 (1)1.2 本实验研究的目的和意义 (3)2．大肠杆菌、荧光假单胞菌和枯草芽孢杆菌的简介 (4)2.1 大肠杆菌的简介 (4)2.2 荧光假单胞菌的简介 (4)2.3 枯草芽孢杆菌的简介 (5)3．汞，铬，镉，铅对大肠杆菌，荧光假单胞菌，枯草芽孢杆菌毒性的实验研究 (7)3.1 细菌在重金属污染下存活数量 (7)3.1.1 实验材料和仪器 (7)3.1.2 实验步骤 (7)3.1.3 结果与分析 (7)3.2 细菌在受到重金属污染后在细胞水平上的研究 (9)3.2.1实验材料和仪器 (9)3.2.2 实验步骤 (9)3.2.3 结果与分析 (10)3.3 单细胞凝胶实验 (12)3.3.1 实验材料和仪器 (12)3.3.2 实验步骤 (12)3.3.3 结果与分析 (13)4．微生物和重金属相互作用的应用范围及发展前景 (15)4.1 微生物和重金属相互作用的应用范围 (15)4.1.1 重金属污染的微生物学评价 (15)4.1.2 微生物在环境保护中的应用 (15)4.2 重金属和微生物相互作用的发展前景...................．16 谢辞 (17)参考文献 (18)摘要微生物不仅种类繁多，数量极大，分布广泛，而且具有繁殖迅速，个体微小，比表面积大，对环境适应能力强等特点，因而成为人类最宝贵、最具开发潜力的资源库之一。
作为分解者，微生物在地球生态系统的物质循环过程中起着“天然环境卫士”的作用。
众所周知，重金属不能被微生物降解并且对它们有毒害作用，本次实验是以四种常见的重金属离子+2H g、+6Cd、+2P b对大肠杆菌、荧光假单Cr、+2胞菌、枯草芽孢杆菌三种细菌生长过程的毒性研究。
氧化锌对肠道微生物的影响
氧化锌对肠道微生物的影响作者：郝澍张弦来源：《国外畜牧学·猪与禽》2016年第04期在肉鸡生产过程中，有望在保证对饲料的生长性能不会产生负面影响的前提下，通过优化饲料中甘氨酸的当量水平和其他会影响甘氨酸和丝氨酸反应的因素来进一步减少饲料中粗蛋白的含量。
中图分类号：S816.72 文献标识码：C 文章编号：1001-0769（2016）04-0088-03氧化锌可以用于应对断奶时由于肠道微生物变化而导致的幼畜腹泻。
加之抗生素耐药性和多重耐药性大肠杆菌菌株的形成，氧化锌的作用值得我们去进一步研究。
分子生物学研究已经表明，猪的肠道微生物由数十个包含上百种细菌的菌群组成，而每种细菌又可以分成更多的菌株。
作为一个整体，这些菌群的代谢潜能以及功能具有巨大的多样性，它们的总数至少超过宿主动物体细胞总数的10倍。
一般认为肠道菌群除了其他功能外，与免疫系统的成熟有关，它作为抵抗病原菌过度增殖的屏障，通过利用后肠发酵的细菌代谢产物帮助动物储存能量。
肠道系统有多个截然不同区段，这些区段栖居着不同的菌群。
如哺乳仔猪胃中栖居着大量乳酸菌。
尤其是乳酸杆菌，已知它们构成了防御病原体的屏障。
乳酸杆菌也是猪小肠中的优势菌。
它们与肠道上皮进行密切的相互作用，从而促进机体免疫系统成熟。
尽管乳酸杆菌在小肠中占据主导地位，但是肠杆菌（该类群最为人熟知的成员是大肠杆菌）和乳酸发酵菌（韦荣球菌属及其他乳酸发酵菌属）等其他菌群也在该区段生长良好。
乳酸杆菌的优势地位止于后肠，未消化的营养物质和来自宿主的分泌物（脱落的上皮细胞、黏蛋白、内源性蛋白）则被多种多样的严格厌氧菌发酵，它们发酵多种底物的潜力近乎无穷大。
1 断奶时的肠道细菌肠道菌群一旦建立将能够快速适应环境的变化，如日粮改变。
成年动物肠道内已有的菌群不易发生改变，而幼龄动物还处于建立稳定的肠道菌群的时期，因此易于改变。
断奶过程就是这一个改变的时期，这个过程的重要性不仅针对仔猪而言的。
化学药物对微生物生长的影响实验报告
化学药物对微生物生长的影响实验报告化学药剂对微生物生长的影响化学药剂对微生物生长的影响化学药剂对微生物的作用取决于药剂浓度、作用时间和微生物对药物的敏感性。
1．重金属及其化合物重金属离子尤其是Hg+、Ag+和CU2+具有很强的杀菌力。
重金属离子进入细胞后主要与酶或蛋白质上的-SH基结合而使之失活或变性。
微量的重金属离子还能在细胞内不断累积并最终对生物发生毒害作用，此即微动作用。
2．卤化物杀菌力高低顺序是：F＞CL＞Br＞I，最常用的是碘和氯。
碘碘不可逆地与菌体蛋白质（或酶）的酪氨酸结合，生成二碘酪氨酸，使菌体失活。
常用于皮肤消毒。
氯氯与水结合成次氯酸，后者易分解产生新生态氧，为强氧化剂。
Cl2+H2O→HCl+HClO HClO→HCl+[O]常用于饮水和游泳池水消毒。
3．有机化合物常用作杀菌剂的有机化合物是酚、醇、醛和有机酸等。
酚及其衍生物酚类化合物的作用主要是损伤微生物的细胞膜，钝化酶和使蛋白质变性。
酚系数①被广泛用作比较化学药剂杀菌效力的标准。
甲酚是酚的衍生物，杀菌力比酚强几倍。
乳化的甲酚溶液即煤酚皂液（俗称来苏尔）。
醇类通过溶解细胞壁和膜中的类脂，破坏膜结构及使蛋白质脱水变性，而起杀菌作用。
醇类的杀菌力，随分子量增大而增强，但丙醇以上的醇不易与水相混，所以一般不作消毒剂。
甲醇杀菌力较乙醇差，且对人尤其对眼有害，也不适于作消毒剂。
70％的乙醇，杀菌效果最好。
醛类能与蛋白质氨基酸中的多种基团共价结合而使其变性，是常用的杀细菌与杀真菌剂。
福尔马林溶液即37％～40％的甲醛水溶液。
10％的甲醛溶液熏蒸厂房、无菌室以及传染病患者的住房等，消毒效果较好。
酸类有机酸能抑制微生物（尤其是霉菌）的酶和代谢活性，常加在食品、饮料或化妆品中以防止霉菌等微生物的生长。
新型气态有机化学杀菌剂环氧乙烷是目前广泛应用的一种新型空气及器械表面消毒剂，通过用—CH2CH2OH基团取代氨基酸中的—SH、—COOH或—OH基团而使蛋白质变性。
重金属污染对微生物生理影响的研究进展
研究生课程考试卷学号、姓名： 20112452 刘建国年级、专业： 11级微生物学培养层次：硕士课程名称：微生物生理学授课学时学分： 32学时 2学分考试成绩：授课或主讲教师签字：评语：评阅人：年月日重金属污染对土壤微生物影响的研究进展姓名：刘建国学号：20112452摘要：近年来土壤重金属污染日益严重，重金属污染严重影响了土壤微生物的种类、生物最、种群结构以及生理生化性质[1]。
综述了重金属污染对土壤微生物生理类群和生理生化特性的影响。
微生物的生理、生化参数可以从侧面反映重金属污染对微生物的影响[2]。
阐述了土壤微生物对重金属的抗性机理，并进一步讨论了微生物对重金属污染土壤的修复机理和研究进展。
关键词：重金属污染微生物生理影响进展目前，土壤重金属污染已经受到人们越来越多的关注，成为一个世界性问题。
土壤重金属污染对生物存在直接威胁，并可通过大气颗粒物、直接接触或食物链等方式危害人类健康[3]。
研究表明当土壤重金属达到一定浓度时对生态系统能造成长期的毒害影响，并且对生物参与的土壤生化过程有明显的负面作用[4]。
此外，土壤重金属污染的关键是土壤中的重金属不能被降解，一旦污染很难清除。
表现在重金属污染不仅带来严重的土壤环境恶化，影响到土壤微生物的区系，改变微生物群落，降低生物量，影响其生物活性等方面[5]。
因此研究重金属污染下的土壤微生物生理状况具有重要的意义。
1.重金属污染对土壤微生物生理类群的影响刘霞（2007）等研究表明，重金属在土壤中不断累积必然会破坏土壤固有微生物群落结构及其活性，减弱土壤微生物的作用，最终使得土壤肥力和质量降低，土壤微生物种群结构是表征土壤生态系统群落结构和稳定性的重要参数，同时还可反映出重金属的污染程度[6]。
通常情况下，重金属污染对微生物有两个明显效应:一是不适应生长的微生物种数量的减少或绝灭；二是适应生长的微生物数量的增大与积累[5]。
滕应(2003)等对铅锌银尾矿污染区土壤微生物区系组成及主要生理类群的研究发现,尾矿区土壤微生物区系组成和各生理类群发生了明显变化，土壤细菌、真菌、放线菌以及各生理类群数量均显著降低，且三大微生物以及各生理类群对尾矿污染的敏感性大小分别表现为放线菌>细菌>真菌，自生固氮菌>氨化细菌>硝化细菌>反硝化细菌>纤维分解菌[7]。
重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制的研究进展
重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制的研究进展随着工业和农业的发展，重金属污染已成为环境保护领域的一个热门话题。
这些重金属对土壤微生物和植物的成长发育产生严重的影响，使植物吸收水分和养分的能力下降，促使生物地球化学循环过程中发生异常。
因此，探究重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制，有助于深入了解生物地球化学循环过程，提高植物的生长质量，对于环境保护和农业发展有重要意义。
重金属的污染与土壤微生物群落和活性密切相关。
研究表明，重金属污染逐渐增加，会导致土壤微生物群落结构发生变化，微生物的生物量和活性下降，并且偏向于产生厌氧微生物。
此外，重金属还能与重要的生物化学反应底物结合，从而影响微生物的代谢过程。
重金属胁迫下，植物会受到生理生化代谢的影响。
除了影响光合作用和呼吸作用等细胞功能外，重金属也会影响植物食物链以上的生态系统的稳定性。
植物促生机制受到影响时，植物的生长速度会降低，抗病力下降，并导致次生物代谢的积累。
1.土壤微生物对植物的促生作用：微生物在土壤中扮演着调控土壤生态系统的重要角色。
它们可以分解有机物质，生成肥料、维持土质稳定性、氮、磷、钾等元素的转化循环。
此外，微生物还会分泌生长激素，如植物生长素、赤霉素等，直接或间接地对植物的生长产生促进作用。
2.重金属对植物生长的影响：重金属对植物的生长有明显的负面影响，可通过减少光合作用、呼吸和氮代谢的能力降低植物的生长速度和抗病力。
对于科学家来说，调解重金属污染对植物生长的影响，是关注的焦点。
3.微生物修复重金属污染的应用：微生物具有较好的修复能力，可以去除污染的有机化合物、汞、铅、镉等毒性金属。
近年来，通过启动微生物修复技术，可以在一定程度上改善重金属污染的土壤环境，此外还可以改善土壤生态系统的微生物群落结构，并保护植物生长环境，从而改善植物的生长与发展。
结论：在重金属胁迫下，微生物和植物之间的相互作用对于保护和改善环境具有重要意义。
在这个过程中，需要科学家研究和技术支持，以开发和运用更有效的土壤沉积物处理技术和微生物资源，更好地应对重金属污染带来的影响，实现生态系统的平衡和可持续发展。
重金属污染对陆地生态系统的影响
重金属污染对陆地生态系统的影响重金属污染是指由人类活动产生的，以及自然界存在的高浓度、广泛存在于环境中的金属元素，具有毒性和潜在危害的物质污染现象。
重金属包括铅、镉、汞、铬等。
这些重金属对陆地生态系统的影响非常严重，下面将重点讨论其影响方面。
首先，重金属污染对土壤和植物的影响是最直接的。
重金属在土壤中积累，使土壤失去肥力，影响植物生长和发育。
部分植物对重金属具有吸收和富集能力，进而进入食物链，对人体健康造成潜在风险。
此外，一些重金属如铅和镉还会积累在农作物中，影响食品安全。
其次，重金属污染对动物生态系统的影响也不容忽视。
重金属进入土壤后，会被动物吸收，进而进入动物体内。
这种进食链效应使得重金属在生物体内富集，对动物产生毒性作用。
重金属污染还会导致动物死亡、生殖问题、免疫系统紊乱等病理效应，对生态系统的平衡产生严重影响。
再次，重金属污染对微生物的影响也不容忽视。
微生物是土壤生态系统中的重要组成部分，参与了许多生态功能。
重金属污染会抑制微生物的生长和代谢活性，破坏了微生物的多样性，进而影响土壤肥力和有机物分解。
微生物还参与土壤有机污染物的降解，重金属对微生物的抑制会进一步影响土壤中有机污染物的清除速度。
此外，重金属污染还对水体生态系统产生间接影响。
土壤中的重金属会通过地表径流和地下水入侵水体，导致水体中重金属含量超标。
这会破坏水生生物的生活环境，影响水生生物的生长和繁殖。
一些重金属如汞还会在水体中积累，被鱼类摄取后，进一步影响食物链中的其他生物。
综上所述，重金属污染对陆地生态系统具有广泛而严重的影响。
这不仅影响了土壤的肥力和植物的生长，还对动物和微生物产生毒性作用。
重金属还能通过水体系统传播，进一步影响水生生物。
因此，要减少重金属污染对陆地生态系统的影响，需要加强污染治理和监测，采取合适的垃圾处理方式，减少重金属排放，保护生态环境的健康。
金属离子及其对生物体的影响
金属离子及其对生物体的影响金属离子是指金属元素失去电子后形成的带电离子，常见的金属离子如铁离子、铜离子、锌离子、镁离子等。
这些金属离子在生物体内存在着重要的生物学功能。
但是，金属离子在某些情况下也会对生物体产生负面影响。
1. 金属离子的生物学功能1.1 铁离子的作用铁是人体必需的微量元素，是血红蛋白和肌红蛋白的重要组成部分。
铁离子参与了氧气在血液中的输送，同时也参与了许多生化反应，如细胞呼吸和DNA合成等。
1.2 锌离子的作用锌离子是体内许多酶的重要组成部分，同时也参与了许多生化反应，如DNA合成、蛋白质合成以及免疫反应等。
1.3 铜离子的作用铜离子参与了氧气在细胞中的利用，同时也参与了免疫系统的正常功能和胆色素的合成等。
2. 金属离子对生物体的影响2.1 金属离子的毒性在某些情况下，金属离子会对生物体产生毒性。
例如，铅离子会累积在人体内，影响神经系统的正常功能，导致儿童智力发育受到影响；镉离子会在体内造成肝和肾等多个器官的损害，甚至会导致癌症等疾病。
2.2 金属离子的过多或过少在体内，金属离子的存在需要一个平衡状态。
如果某一种金属离子存在于过多或过少的状态，就会对生物体产生影响。
例如，过多的铁离子会导致血红蛋白病或铁过载；过少的铁离子会导致贫血等疾病。
3. 检测金属离子的方法现代检测技术使得检测金属离子成为可能。
例如，原子吸收光谱法可以用来检测体内铜、铁、锌、镉等金属离子的浓度。
同时，检测也可以通过实验室技术，如生物传感器技术等，快速、准确地进行。
4. 金属离子的应用金属离子在医学、生物学和化学等领域有广泛的应用。
例如，铁离子可以用于治疗贫血；锌离子可以用于提高免疫力和增强抗氧化能力；铜离子可以用于治疗某些病症和杀灭细菌等。
总体而言，金属离子对生物体有着重要的功能，但是在某些情况下也会对生物体产生负面影响。
因此，在应用金属离子时，需要进行严格的检测和控制，以确保其安全性和有效性。
重金属对农田土壤微生物多样性和功能的影响研究
重金属对农田土壤微生物多样性和功能的影响研究本文将探讨重金属对农田土壤微生物的影响，包括微生物多样性和功能。
首先，我们需要了解什么是重金属。
重金属是指密度大于5克/立方厘米的金属元素，如铅、汞、镉等。
这些金属元素对人类和环境都具有极大的危害，因为它们具有累积性和生物毒性。
而农田土壤是一个常见的受到重金属污染的环境，因为重金属经常通过农业活动流入土壤中。
那么重金属对农田土壤微生物多样性的影响是什么呢？研究表明，重金属对土壤微生物的多样性产生了很大的负面影响。
一些重金属元素会破坏微生物的DNA，抑制微生物的生长繁殖，致使土壤微生物的种类多样性下降。
此外，重金属还会影响土壤微生物的功能。
土壤微生物在土地生态系统中起着至关重要的作用，它们能够促进有机物质的分解，改善土壤结构，促进植物生长等。
但是，在受到重金属污染的土地上，土壤微生物失去了这些功能。
例如，铅元素可以抑制土壤微生物中的许多酶，包括质子泵、磷酸酶等，这就导致土地中的有机物质无法被分解，从而影响了土壤肥力和作物生长。
然而，研究显示了有一些抵抗重金属污染的土壤微生物可以在含有重金属的环境中存活和繁殖。
这些微生物通常具有一些特殊的酶和代谢途径，使得它们能够抵抗重金属的毒性。
综上所述，重金属对农田土壤微生物多样性和功能都会产生不利影响。
因此，我们需要采取相应的措施来减少农业活动对农田土壤的重金属污染。
例如，采用有机农业，减少化肥和农药的使用量，或者在土地污染严重的地区进行土壤修复工作等。
这些措施将有助于恢复和维护土地质量，保护土壤微生物的多样性和功能，从而促进农业发展和生态可持续发展。
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重金属离子对微生物形态结构和代谢的影响
微生物是地球上最古老、最广泛分布的生物之一，在自然界中扮演着极其重要
的角色，为人类提供了许多重要的生态服务，如土壤肥力、水质优化、环境修复等。
然而，随着人口的不断增加以及各种工业生产和动植物养殖活动的广泛应用，环境中出现了大量的重金属污染。
这些重金属污染物质进一步对微生物的形态结构和代谢产生了深刻的影响，给生态环境的可持续发展带来了严重的威胁。
一、微生物形态结构受到的影响
重金属污染环境中，微生物的形态结构会出现一系列变化，下面主要从形态与
数量上两个方面进行论述。
1. 形态
微生物在遭受重金属离子污染后，细胞膜、细胞壁等外层结构通常会发生破坏
和变形。
研究表明，在污染环境中生长的细菌细胞壁由更多的低阶肽聚糖和多糖组成，细胞壁厚度减薄，层间物质的增加使得细胞壁变脆。
细胞膜上磷脂质双层和糖脂质双层构成的不平衡状态使细胞膜流失，导致细胞吸收能力下降。
此外，受到重金属离子污染后，会影响微生物内质网、细胞核、粒状内质网络等细胞器的结构，这些变化也进一步影响了微生物形态的变化。
2. 数量
重金属离子污染环境中，由于细胞外界面被破坏，微生物细胞内部被污染物进
一步吸收，从而导致生长速率变慢，生物体数量减少。
同时，当重金属离子含量超过了微生物耐受度的上限后，微生物的数量会急剧下降，甚至死亡，导致生态系统的失衡。
二、微生物代谢受到的影响
微生物与重金属污染物的作用机制多种多样，其中代谢变化则是关键的一个方面，这种变化主要体现在细胞生突变率损失和代谢通路方面。
1. 细胞生物化学突变率
重金属离子会诱导微生物生物化学突变系数（mutation rate）增加，尤其是一些放线菌、铜元素对革兰氏阳性菌的影响更为明显。
这种情况的发生，主要是由于重金属离子进入微生物体内后，会干扰细胞的DNA内部构象，使得基因突变。
长期处于污染环境中，细胞的生物代谢突变风险较高，这不仅会使微生物在受到外界压力时更难生存，还会因严重损伤其基因型而造成生态上的不良后果。
2. 代谢通路
微生物的代谢通路特性受到了内部产生的细胞膜损伤和DNA结构下降以及重金属污染物质的耐受性等一系列因素的共同影响，这会导致微生物能量转化、物质代谢消化、微生物蓝绿藻振荡等方面的表征。
研究发现，重金属污染环境下，微生物代谢活性明显下降，能耗比增加，能量产量降至。
磷酸酸化作用受到抑制，产生有毒代谢产物。
因此，微生物代谢函数，短期内面对重金属污染环境的负面影响非常明显，短期内生长受到的影响非常大。
三、结论
总之，重金属离子在微生物形态结构和代谢方面产生了深刻的负面影响。
特别是在环境中永久贮存的重金属离子，它对微生物形态结构和代谢的影响应该是长期性的，并且长期的重金属污染将导致生态系统不断恶化。
因此，在环境管理中，人类应尽力避免重金属离子的排放和人为的污染，并采取措施控制其负面影响。